Các ràng buộc duy nhất trong MongoDB được triển khai thông qua các chỉ mục duy nhất, đảm bảo rằng không có hai tài liệu nào trong một bộ sưu tập có cùng giá trị cho trường hoặc trường được lập chỉ mục. Điều này rất quan trọng để duy trì tính toàn vẹn của dữ liệu, đặc biệt khi các trường như địa chỉ email, SKU sản phẩm hoặc ID giao dịch phải là duy nhất. Ràng buộc độc đáo hoạt động như một người gác cổng, ngăn các bản ghi trùng lặp được nhập vào cơ sở dữ liệu.
Từ quan điểm hiệu suất, các ràng buộc độc đáo có một số ý nghĩa. Về mặt tích cực, họ có thể tăng cường đáng kể hiệu suất truy vấn bằng cách tận dụng các chỉ số cho các tra cứu nhanh. Các trường được lập chỉ mục, bao gồm các trường dưới các ràng buộc duy nhất, cho phép MongoDB tránh các lần quét thu thập đầy đủ, tìm kiếm tài liệu một cách hiệu quả bằng cách sử dụng cấu trúc dữ liệu B-cây. Việc lập chỉ mục này tăng hiệu suất đọc đáng kể, đặc biệt đối với các truy vấn liên quan đến trường được lập chỉ mục duy nhất, chẳng hạn như tìm người dùng qua email hoặc sản phẩm của SKU.
Tuy nhiên, các ràng buộc độc đáo không giới thiệu chi phí về các hoạt động ghi. Trong quá trình chèn, cập nhật hoặc xóa, MongoDB phải xác minh tính duy nhất của giá trị được lập chỉ mục trước khi hoàn thành thao tác. Điều này thêm thời gian xử lý vì công cụ cơ sở dữ liệu cần duy trì các cấu trúc chỉ số và đảm bảo không sao chép vi phạm ràng buộc. Do đó, hiệu suất ghi, đặc biệt là tốc độ chèn và cập nhật, có thể giảm so với các hoạt động trên các trường không được chỉ số hoặc trên các trường mà không có các ràng buộc duy nhất. Chi phí có thể được phát âm rõ hơn trong các bộ sưu tập có thông lượng ghi cao hoặc cập nhật thường xuyên cho các trường được lập chỉ mục duy nhất.
Ngoài các tác động hiệu suất trực tiếp, còn có những cân nhắc lưu trữ và quản lý rộng hơn. Các chỉ mục tiêu thụ không gian và bộ nhớ đĩa bổ sung, do đó các chỉ mục duy nhất làm tăng các yêu cầu lưu trữ của cơ sở dữ liệu. Hơn nữa, các chỉ mục độc đáo lớn hoặc phức tạp, chẳng hạn như các chỉ số bao gồm nhiều trường (các chỉ mục độc đáo của hợp chất), có thể yêu cầu nhiều tài nguyên bộ nhớ và CPU hơn để bảo trì và xử lý truy vấn. Điều này có thể dẫn đến độ trễ tiềm năng trong các hoạt động đọc nếu các chỉ mục lớn và không thể được tải đầy đủ vào bộ nhớ.
Khi xây dựng hoặc thêm các ràng buộc độc đáo vào các bộ sưu tập hiện có, đặc biệt là các bộ sưu tập lớn, hành vi của MongoDB trong quá trình tạo chỉ mục là đáng chú ý. Viết vào bộ sưu tập có thể bị chặn hoặc phải đợi cho đến khi bản dựng chỉ số duy nhất hoàn thành để tránh sự không nhất quán của dữ liệu. Bất kỳ tài liệu nào vi phạm quy tắc duy nhất phải được giải quyết trước khi xây dựng chỉ số thành công. Nếu các bản sao tồn tại tại thời điểm tạo chỉ mục, hoạt động xây dựng chỉ mục sẽ thất bại. Đặc tính chặn này có nghĩa là việc tạo chỉ mục có thể có tác động hoạt động đối với tính khả dụng ghi trong các cửa sổ bảo trì.
Về mặt truy vấn, không có sự khác biệt đáng kể về tốc độ của các truy vấn sử dụng các chỉ mục duy nhất so với các chỉ mục không đơn độc khi phân phối dữ liệu và cấu trúc chỉ mục tương tự nhau. Các chỉ mục duy nhất không sử dụng tăng tốc các truy vấn đọc vượt ra ngoài khả năng tăng tốc được cung cấp bởi bất kỳ chỉ mục nào vì cả các chỉ mục độc đáo và không duy nhất trong MongoDB sử dụng các cấu trúc B-cây. Yếu tố chính vẫn là sự hiện diện của một chỉ mục, giúp giảm độ trễ truy vấn bằng cách tránh quét thu thập đầy đủ.
Những cân nhắc bổ sung bao gồm tránh các ràng buộc độc đáo quá chỉ số và không cần thiết. Áp dụng các ràng buộc độc đáo trên các trường không yêu cầu tính độc đáo có thể làm giảm tính linh hoạt và áp đặt chi phí mà không có lợi ích có ý nghĩa. Thiết kế lược đồ thích hợp nên liên quan đến việc thêm các ràng buộc duy nhất khi tính duy nhất được yêu cầu về mặt ngữ nghĩa, chẳng hạn như các khóa đại diện cho danh tính hoặc định danh giao dịch riêng biệt. Việc sử dụng quá mức có thể làm giảm hiệu suất hệ thống tổng thể và làm phức tạp quản lý dữ liệu.
Ở cấp độ ứng dụng, các ràng buộc duy nhất được thực thi bởi MongoDB cung cấp sự mạnh mẽ bằng cách giảm nhu cầu kiểm tra trùng lặp thủ công trước khi chèn hoặc cập nhật, có thể đơn giản hóa logic ứng dụng và giảm các điều kiện dễ bị lỗi. Tuy nhiên, sự đánh đổi có độ trễ tăng nhẹ về hoạt động ghi do xác minh tính duy nhất.
Tóm lại, ý nghĩa hiệu suất của việc sử dụng các ràng buộc độc đáo trong MongoDB có thể được tóm tắt như sau:
- Các ràng buộc độc đáo cải thiện hiệu suất truy vấn đọc bằng cách tận dụng các chỉ mục để nhanh chóng xác định vị trí tài liệu, tránh quét thu thập.
- Họ thêm chi phí ghi để chèn và cập nhật vì cơ sở dữ liệu phải đảm bảo tính duy nhất trước khi hoàn thành các hoạt động.
- Các chỉ mục duy nhất làm tăng việc sử dụng bộ nhớ và sử dụng bộ nhớ, với các chỉ mục hợp chất hoặc lớn có khả năng ảnh hưởng đến tài nguyên hệ thống.
- Tạo chỉ mục cho thực thi độc đáo có thể chặn ghi cho đến khi hoàn thành, tác động đến tính khả dụng trong quá trình bảo trì.
- Không có sự khác biệt đáng chú ý về tốc độ đọc giữa các chỉ mục duy nhất và không đơn độc đều cải thiện hiệu quả truy vấn so với không có chỉ số.
- Sử dụng đúng các ràng buộc duy nhất góp phần vào tính toàn vẹn của dữ liệu và giảm độ phức tạp của ứng dụng bằng cách xử lý kiểm tra trùng lặp ở cấp cơ sở dữ liệu.
- Việc sử dụng quá mức hoặc không phù hợp các ràng buộc duy nhất có thể ảnh hưởng tiêu cực đến hiệu suất và tính linh hoạt, vì vậy chúng nên được áp dụng cẩn thận.